基于加权DEA模型的电网企业技术改造投资优选策略

宋天奇, 叶祚鸿, 姚自林

(中国南方电网超高压输电公司， 广东 广州 510000)

0 引言

电网企业的生产技改项目是指为了提高输配电设备性能，对现有输配电设备和设施，以及配套的辅助性生产、生活及福利设施进行的改造[1]。一直以来，电网公司计划部门在安排和制定公司年度投资计划时，通常是根据生产部门上报的项目信息，基于项目实施的紧迫性来形成年度投资计划方案[2]。除了部分关乎电网安全运行的技改项目根据电网公司的生产管理规定必须优先进入投资计划以外，其他大部分生产技改项目的排序和优选都非常依赖投资计划管理人员的管理经验[3]。

1 生产技改项目指标体系及优选方法

1.1 基于加权DEA模型的技改项目优选方法及思路

在项目优选方法上，通过对各类方法的对比分析，我们可以发现数据包络分析的方法(DEA)特别适用于多投入多输出的复杂系统[4]。但由于一般的数据包络分析不考虑决策者对指标的偏好，因此本文将决策者对指标偏好引入C2R。考虑到指标加权的C2R模型如下所示。

其中，Xj=(x1j,x2j,…,xmj)T表示输入指标;V表示输入指标的偏好权重向量;Yj=(y1j,y2j,…,ysj)T表示输出指标;U表示输出指标的偏好权重向量;ω和μ表示C2R模型通过线性规划计算最优权重。

1.2 项目优选要素分析

本文根据电网公司实际的项目管理的需要，构建了项目优选指标体系，投入指标为项目的全生命周期成本，而产出指标方面，可以划分为经济效益提升、安全可靠提升、技术装备提升、社会责任提升这四个维度。为了方便不同的投资计划管理人员都可以应用指标体系对生产技改项目进行评分，二级指标在设计时必须满足客观性、适用性以及实用性的原则，即尽可能的避免投资计划管理人员主观判断，设置客观的评分标准及细则，同时紧密结合电网技改项目的生产实践。

1.2.1 投入指标分析

投入指标为生产技改项目全生命周期内的成本CLCC(X1)，包括了初始投入成本Cinv(in-vestment cost)、运行成本Cope(operation cost)、检修成本Cmai(maitance cost)、故障成本Cf(failure Cost)、报废成本Cdis(disposal cost)[5-7]。

CLCC=Cinv+Cope+Cmai+Cf+Cdis

1.2.2 产出指标分析

一般来说，数据包络分析可以不必确定各产出指标的权重[8]，但由于进行数据包络需要满足指标总数不应超过决策单元总数的一半[9]，为了避免项目优选过程中项目数过少的情况，因此将以上的11个二级指标按加权平均的方法得到的一级指标值作为数据包络分析的产出指标。

(1) 经济效益提升(Y1)

经济效益提升主要是对生产技改项目的经济效益进行评价，主要从资产利用率、单位投资降损电量两个指标来反应。

项目利用率(Y11)是反技改项目对应的资产设备在决策时的负荷情况，该指标越大，说明了技改项目所对应的输配电资产的经济重要性越大，如果相关资产发生故障，将会造成巨大的停电损失。其计算公式为：

项目利用率=(主变平均负载率+线路平均负载率)/2。

单位投资降损电量(Y12)指标是指项目寿命期内的单位投资所带来的电网电量损耗的降低程度，该指标计算公式为：

单位投资降损电量=预估该技改项目全寿命期内带来的线损电量的减低/项目总投资额。

(2) 安全可靠提升(Y2)

安全可靠提升主要从保障电网正常安全运行的角度对生产技改项目的实施效果进行评价，该一级指标下所设置的二级指标包括设备重要度、设备健康度、缺陷紧急度三个二级指标。

设备重要度(Y21)主要反映技改项目所对应的设备在电力系统的重要程度，通常根据在正常运行方式下，设备一旦发生故障可能引起的电力安全事故等级以及输变电设备原值来进行判定，分为关键设备、重要设备、关注设备、一般设备，对应评分为0/30/60/100分，其判断标准根据电网公司内部相关设备管理办法执行。

设备健康度(Y22)主要反映需要进行技改的输变电设备的健康程度，主要根据设备基准状态评价结果，可以将设备分为“正常、注意、异常、严重”4个级别，对应评分为0/30/60/100分，其判断标准根据电网公司内部相关设备管理办法执行。

缺陷紧急度(Y23)则反映电网运行对该技改项目实施要求的紧迫性，根据以下的标准可以分为高、中、低3个等级，对应评分为0/50/100分，其判断标准可以根据电网公司，其判断标准根据电网公司内部相关设备管理办法执行。

(3) 智能化水平提升(Y3)

为了适应智能电网建设的需要，需要对技改项目设置智能化提升的指标。智能化水平提升主要是从电网技改项目的实施对电网智能化水平提升的效果的角度进行评价，设置信息化水平提升(Y31)、自动化水平提升(Y32)、互动化水平提升(Y33)3个指标。

(4) 社会责任提升(Y4)

主要是从电网公司承担社会责任的角度对生产技改项目实施的效果进行评价，主要设置对环境保护的贡献(Y41)、对社会责任的贡献(Y42)、对公司形象的贡献(Y43)3个指标。

2 案例研究

以对某电网公司某年改造类生产技改项目优选过程为例，应用上文所构建优选指标体系对其进行筛选、评分并且排序。其实施过程包括以下3个步骤。

第一步：权重的确定。权重的确定基于专家打分法和AHP方法[10]，分项目类型对各一级指标以及各一级指标下的二级指标之间的重要性程度进行专家打分形成一致矩阵，然后形成各一级指标以及二级指标的权重，为便于计算，权重按0.05为单位进行最终取值。由于输入指标只有一个，因此该权重为1。

第二步：指标评分及标准化。根据前文构造的指标体系，对各项目各指标进行评分，并采用min-max方法对指标进行标准化处理，限于边幅各项目，各项目二级指标评分不一一列出。

第三步：投入产出效率及排序。基于加权的C2R模型，以上评分数据以及各项目的全生命周期成本数据进行综合评价，即考虑到项目投入后各项目的最终排名。其运行结果，如表1所示。

表1 项目投入产出排序

可见加权后有效的项目个数较加权前明显减少，其原因在于主观权重的引入，突出了各指标之间重要性的差异。因此加权后的结果放大了各项目的区分，更适于项目优选工作的开展。

3 总结

本文以加权数据包络分析模型为基础，综合考虑投入和产出两方面的因素，构建了适用于生产技改的评价指标体系和评价方法。该研究成果有利于提高电网公司投资计划管理人员的决策效率以及生产技改项目的投资效果，对电网公司投资计划制定具有一定指导意义。